Bài tập hóa học ứng dụng, tác dụng sinh học của các hợp chất Hóa học

TUYỂN TẬP TÀI LIỆU HAY, BÀI TẬP, GIÁO TRÌNH, BÀI GIẢNG, ĐỀ THI
PHỔ THÔNG, ĐẠI HỌC, SAU ĐẠI HỌC
LUẬN VĂN-KHOÁ LUẬN-TIỂU LUẬN NHIỀU LĨNH VỰC KHOA HỌC

BÀI TẬP HÓA HỌC ỨNG DỤNG
ỨNG DỤNG SINH HỌC CỦA CÁC CHẤT HÓA HỌC
KIẾN THỨC HÓA HỌC THƯỜNG THỨC

1


2


DANH MỤC TẠI LIỆU ĐÃ ĐĂNG
Kính giới thiệu đến quý bạn đọc bộ tài liệu cá nhân về các lĩnh vực đặc biệt là Hóa học. Hy
vọng bộ tài liệu sẽ giúp ích cho quý vị trong công tác, trong học tập, nghiên cứu. Mong quý anh chị
góp ý, bổ sung, chia sẽ! Mọi thông tin xin chia sẽ qua email:
GIỚI THIỆU CHUNG
Bộ tài liệu sưu tập gồm nhiều Bài tập THCS, THPT, Giáo án, Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận…và nhiều
Giáo trình Đại học, cao đẳng. Đây là nguồn tài liệu quý giá đầy đủ và rất cần thiết đối với các bạn sinh
viên, học sinh, quý phụ huynh, quý đồng nghiệp và các giáo sinh tham khảo học tập. Xuất phát từ quá
trình tìm tòi, trao đổi tài liệu, chúng tôi nhận thấy rằng để có được tài liệu mình cần và đủ là một điều
không dễ, tốn nhiều thời gian, vì vậy, với mong muốn giúp bạn, giúp mình tôi tổng hợp và chuyển tải lên
để quý vị tham khảo. Qua đây cũng gởi lời cảm ơn đến tác giả các bài viết liên quan đã tạo điều kiện cho
chúng tôi có bộ sưu tập này. Trên tinh thần tôn trọng tác giả, chúng tôi vẫn giữ nguyên bản gốc.
Trân trọng.
ĐỊA CHỈ DANH MỤC TẠI LIỆU CẦN THAM KHẢO
/>hoặc Đường dẫn: google -> 123doc -> Nguyễn Đức Trung -> Tất cả (chọn mục Thành viên)
A. HOÁ PHỔ THÔNG
1.

2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.

3

CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 1, PDF
CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 1, Word
CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 2. PHẦN HỢP CHẤT CÓ
NHÓM CHỨC
CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỌC VÔ CƠ PHẦN 1. CHUYÊN Đề TRÌNH
HÓA VÔ CƠ 10 VÀ 11
CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 2. PHẦN HỢP CHẤT CÓ
NHÓM CHỨC
BỘ ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN HÓA HỌC 1-40

BỘ ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN HÓA HỌC 41-70
ON THI CAP TOC HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 1, PDF
TỔNG HỢP KIẾN THỨC HÓA HỌC PHỔ THÔNG
70 BỘ ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN HÓA HỌC, word
CHUYÊN ĐỀ VÔ CƠ, LỚP 11 – 12. ĐẦY ĐỦ CÓ ĐÁP ÁN
Bộ câu hỏi LT Hoá học
BAI TAP HUU CO TRONG DE THI DAI HOC
CAC CHUYEN DE LUYEN THI CO DAP AN 48
GIAI CHI TIET CAC TUYEN TAP PHUONG PHAP VA CAC CHUYEN DE ON THI DAI
HOC. 86
PHUONG PHAP GIAI NHANH BAI TAP HOA HOC VA BO DE TU LUYEN THI HOA
HOC 274
TỔNG HỢP BÀI TẬP HÓA HỌC LỚP 12
PHAN DANG LUYEN DE DH 20072013 145
BO DE THI THU HOA HOC CO GIAI CHI TIET.doc


B. HOÁ SAU ĐẠI HỌC
20.
ỨNG DỤNG CỦA XÚC TÁC TRONG HÓA HỮU CƠ
21.
CƠ CHẾ PHẢN ỨNG TRONG HÓA HỮU CƠ-TIỂU LUẬN
22.
TL HÓA HỌC CÁC CHẤT MÀU HỮU CƠ
23.
GIÁO TRÌNH HÓA HỮU CƠ DÀNH CHO SINH VIÊN CĐ, ĐH,
Hóa học Hữu cơ, tập 1 của tác giả Đỗ Đình Rãng
Hóa học Hữu cơ, tập 2 của tác giả Đỗ Đình Rãng
Hóa học Hữu cơ, tập 3 của tác giả Đỗ Đình Rãng
Hóa học Hữu cơ, tập 1 của tác giả Thái Doãn Tĩnh

Hóa học Hữu cơ, tập 2 của tác giả Thái Doãn Tĩnh
Hóa học Hữu cơ, tập 3 của tác giả Thái Doãn Tĩnh
Cơ chế Hóa học Hữu cơ, tập 1 của tác giả Thái Doãn Tĩnh
Cơ chế Hóa học Hữu cơ, tập 2 của tác giả Thái Doãn Tĩnh
Cơ chế Hóa học Hữu cơ, tập 3 của tác giả Thái Doãn Tĩnh
24.

VAI TRÒ SINH HỌC CỦA CÁC HỢP CHẤT VÔ CƠ 44

C. HIỂU BIẾT CHUNG
25.
26.
27.
28.
29.

TỔNG HỢP TRI THỨC NHÂN LOẠI
557 BÀI THUỐC DÂN GIAN
THÀNH NGỬ-CA DAO TỤC NGỬ ANH VIỆT
CÁC LOẠI HOA ĐẸP NHƯNG CỰC ĐỘC
GIAO AN NGOAI GIO LEN LOP

DANH MỤC LUẬN VĂN-KHOÁ LUẬN…
1. Công nghệ sản xuất bia
2. Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong hạt tiêu đen
3. Giảm tạp chất trong rượu
4. Tối ưu hoá quá trình điều chế biodiesel
5. Tinh dầu sả
6. Xác định hàm lượng Đồng trong rau
7. Tinh dầu tỏi

8. Tách phẩm mầu
9. Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm
10.Tinh dầu HỒI
11.Tinh dầu HOA LÀI
12.Sản xuất rượu vang
13.VAN DE MOI KHO SGK THI DIEM TN
14.TACH TAP CHAT TRONG RUOU

4


15.Khảo sát hiện trạng ô nhiễm arsen trong nước ngầm và đánh giá rủi ro lên sức khỏe cộng
đồng
16.REN LUYEN NANG LUC DOC LAP SANG TAO QUA BAI TAP HOA HOC 10 LV 151
17.Nghiên cứu đặc điểm và phân loại vi sinh vật tomhum
18.Chọn men cho sản xuất rượu KL 40
19.Nghiên cứu sản xuất rượu nho từ nấm men thuần chủng RV 40
A. TOÁN PHỔ THÔNG
1. TUYEN TAP CAC DANG VUONG GOC TRONG KHONG GIAN
B. LÝ PHỔ THÔNG
1. GIAI CHI TIET DE HOC SINH GIOI LY THCS

5


A. MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Vật chất được cấu tạo từ các nguyên tử, phân tử. Vật chất cấu thành nên những vật dụng thiết
yếu mà chúng ta sử dụng hằng ngày. Lấy ví dụ đơn giản như nước được tạo thành từ O2 và H2,
Nước bao phủ ¾ mặt đất dưới dạng đại dương (nước mặn), ¼ mặt đất còn lại cũng có nhiều nước

trong các suối, sông, ao, hồ, mạch nước ngầm... thường là nguồn nước ngọt. Một phần nước
đáng kể tham gia vào cấu tạo sinh giới. Trong cơ thể người nước chiếm gần 90%, trong cơ thể
thực vật cũng vậy nước đóng vai trò hết sức quan trọng. Một lượng nước đáng kể tham gia cấu
tạo cơ thể động vật và thực vật, như cơ thể người hợp thành từ 60 – 70% nước, rau cải, xà lách
chứa hơn 90% nước. Bầu khí quyển nhận hơn 4% hơi nước và hơn nữa...
Lịch sử ngành hóa học có lẽ được hình thành cách đây khoảng 4000 năm khi người Ai Cập cổ
đại lần đầu dùng kĩ thuật tổng hợp hóa học dạng "ướt". Đến thời kì 1000 năm trước Công nguyên
một số nền văn minh đã dùng những kĩ thuật hóa học vẫn còn giá trị nền tảng cho đến tận ngày
nay, như: luyện thép từ quặng sắt, làm đồ gốm, lên men rượu bia, tạo ra màu để sơn và trang trí,
chiết xuất tinh chất từ thực vật làm thuốc hay nước hoa, làm phô mai, nhuộm quần áo, thuộc da,
chế biến mỡ thành xà bông, làm ra thủy tinh...
Cũng như khí oxi, đó là sự sống của các loài sinh vật trên trái đất, là bầu không khí cung cấp cho
quá trình hô hấp của các loài động vật trên cạn cũng như dưới nước. Còn về thực vật, khí CO2 là
nguồn nguyên liệu chủ yếu cho quá trình quang hợp của chúng, thực vật nhận khí CO2, sau quá
trình quang hợp nó lại thải ra một lượng khí O2 và hơi nước. Đó là những biến đổi hết sức đặc
biệt xảy ra trong cơ thể thực vật. Các nguyên tố vô cơ có ứng dụng rất quan trọng trong đời sống
hằng ngày của con người và thực vật. Vì vậy mà tôi chọn đề tài nghiên cứu: “ Bài tập ứng dụng
sinh học và các ứng dụng khác của các nguyên tố vô cơ”.
2. Mục đích nghiên cứu
Thấy được tầm quan trọng mang ý nghĩa sinh học và thực tiễn trong các lĩnh vực: công nghiệp,
nông nghiệp... của các nguyên tố vô cơ trong cuộc sống.
3. Đối tượng nghiên cứu
Các nguyên tố vô cơ.

6


4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết.
- Phương pháp nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài trên các bài tập có liên quan đến nội dung lí

thuyết.

7


B. NỘI DUNG
Chương 1: Vai trò sinh học của các nguyên tố vô cơ
1. Ứng dụng của oxi
1.1. Vai trò sinh học của oxi
Oxi có ý nghĩa rất to lớn về mặt sinh học. Các hợp chất hữu cơ cấu tạo sinh giới hầu hết là hợp
chất chứa oxi. Các nguyên tử oxi chiếm một phần tư trong tổng số các loại nguyên tử tham gia
cấu tạo sinh vật.
Oxi rất cần thiết cho sự sống của muôn loài. Nếu không có oxi, những động vật máu nóng sẽ
chết trong vài ba phút. Những động vật máu lạnh tiêu thụ ít oxi hơn, những cũng không thể sống
thiếu oxi được.
Khi hô hấp, động vật thu nhận oxi, giữ lại một phần để tổng hợp các chất cần thiết cho sự sống.
Phần lớn oxi còn lại tham gia phản ứng oxi hóa chậm các chất dinh dưỡng, biến đổi chúng thành
khí CO2, H2O và năng lượng. Thực vật lại thu nhận khí CO2 cùng với H2O để tạo ra các hợp chất
hữu cơ và giải phóng oxi nhờ năng lượng mặt trời. Quá trình hô hấp thu nhận oxi và thải khí CO2
của thực vật tương đối yếu và thường thể hiện vào ban đêm, khi không có ánh sáng mặt trời. Chỉ
một số ít vi sinh vật, được gọi là vi sinh vật yếm khí, có thể tồn tại và phát triển không cần đến
oxi như một số men và một số vi khuẩn yếm khí. Động vật sống trên mặt đất và một số động vật
sống ở dưới nước thu nhận oxi từ không khí nhờ hai lá phổi. Động vật sống dưới nước như các
loài cá thu nhận oxi tan trong nước nhờ các mang gió. Một số sinh vật khác sống dưới nước hấp
thụ oxi trực tiếp qua da, qua mang tế bào... giống như các động vật bậc thấp.
Đối với người khi hít vào, oxi qua phế nang để chuyển vào máu. Hemoglobin trong hồng cầu
liên kết với phân tử oxi tạo thành oxi hemoglobin. Hợp chất này kém bền, dễ bị phân hủy, được
chuyển đến các tế bào. Tại đây oxi được giải phóng và oxi hóa chậm các chất dinh dưỡng cũng
được máu đưa đến, nhờ có mặt của các chất xúc tác sinh học. chẳng hạn quá tình oxi hóa glucozơ
tạo thành khí CO2, H2O và năng lượng. Năng lượng giải phóng ra được dùng để duy trì các quá

trình sống như cử động, thân nhiệt...
Ngoài vai trò trực tiếp duy trì sự sống trên trái đất, oxi còn gián tiếp bảo vệ các sinh vật khỏi sự
diệt vong bằng quá trình hình thành tầng ozon trên tầng cao của khí quyển.
1.2. Chu trình của oxi trong tự nhiên
Các nguyên tử oxi chiếm khoảng một phần tư trong tất cả các loại nguyên tử tham gia cấu tạo
sinh giới có mặt trên quả đất. Động vật thở oxi giữ lại một phần để tổng hợp các chất cần thiết
cho sự sống. Năng lượng cần thiết để duy trì quá trình trao đổi chất được tạo ra do sự oxi hóa
chậm các hợp chất hữu cơ biến đổi thành khí CO2 và khí này được thải ra ngoài qua con đường
tuần hoàn hô hấp. Oxi còn tham gia vào quá trình phong hóa đá, quặng vô cơ... Ngoài ra, oxi còn
được dùng rất nhiều trong quá trình đốt cháy các nhiên liệu như than đá, xăng dầu...
8


Cho đến nay, lượng oxi trong bầu khí quyển không giảm đi nên phải có một lượng nào đó bù vào
cho lượng oxi đã sử dụng. Lượng oxi khổng lồ bị tiêu hao được bù đắp chủ yếu bằng cách biến
đổi khí CO2 và nước thành các hợp chất hữu cơ và giải phóng oxi ở quá trình quang hợp ở thực
vật. Vì quá trình ngược lại giải phóng năng lượng, nên thực vật dùng đến năng lượng để thực
hiện phản ứng quang hợp. Nguồn năng lượng này được mặt trời cung cấp, nhờ có năng lượng
mặt trời chu trình trong oxi mới được khép kín và cuộc sống muôn màu, muôn vẻ trên mặt đất
mới được duy trì và phát triển.
2. Ứng dụng của ozon
Một lượng nhỏ ozon được dùng để tiệt trùng, cải tạo không khí trong các phòng kín như nhà hát,
rạp chiếu bóng... Ngược lại ozon nồng độ lớn là chất độc có hại cho sức khỏe. Ozon dùng để tẩy
màu, dùng làm chất oxi hóa, dùng để tổng hợp một số chất hữu cơ. Một thời gian dài người ta
dùng ozon để khử trùng nước máy. Ngày nay nước máy được khử trùng bằng clo vì tính diệt
khuẩn và rẻ tiền hơn so với ozon. Đôi khi người ta dùng ozon để xử lí rượu vang, theo quy tắc,
rượu vang phải được lưu trữ trong thời gian dài để đạt mùi thơm và chất lượng cao, có nghĩa là
cho đến khi loại bỏ được mùi và toàn bộ anđehit. Dùng ozon để oxi hóa nhanh chóng các anđehit
sẽ rút ngắn được thời gian lưu trữ rượu vang dưới hầm.
Tầng ozon trong bầu khí quyển bảo vệ các sinh vật, con người chống lại các tia tử ngoại gây ảnh

hưởng cho sức khỏe. Tầng ozon bị phá vỡ ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của động vật – thực
vật trên mặt đất. Vì vậy bảo vệ tầng ozon chính là bảo vệ tính mạng của con người nói riêng và
tất cả các loài sinh vật trên trái đất nói chung.
3. Ứng dụng của nước
Nước là một hợp chất quan trọng của oxi và hiđro. Nước bao phủ ¾ mặt đất dưới dạng đại dương
(nước mặn), ¼ mặt đất còn lại cũng có nhiều nước trong các suối, sông, ao, hồ, mạch nước
ngầm... thường là nguồn nước ngọt. Một phần nước đáng kể tham gia vào cấu tạo sinh giới.
Trong cơ thể người nước chiếm gần 90%, trong cơ thể thực vật cũng vậy nước đóng vai trò hết
sức quan trọng. Nước là nơi sinh sống của các sinh vật từ nguyên sinh như tảo, các loài thực vật
bậc thấp... cho đến các loài thực vật bậc cao. Nước là môi trường sống của các loài động vật thủy
sinh như cá, tôm...
Nước là một thức uống quan trọng của con người, đối với thực vật nước là nguồn dinh dưỡng
đóng vai trò quan trọng. Nước tham gia vào việc vận chuyển các chất hữu cơ và các chất dinh
dưỡng trong cơ thể người và cơ thể thực vật. Nước rất cần thiết cho nhu cầu sinh hoạt của con
người hằng ngày, ngoài ra nước còn là nguồn năng lượng rất cần thiết cho các nhà máy, xí
nghiệp, cung cấp điện và các nguồn năng lượng khác....
Nước có vai trò đặc biệt quan trọng với cơ thể, con người có thể nhịn ăn được vài ngày, nhưng
không thể nhịn uống nước. Nuớc chiếm khoảng 70% trọng lượng cơ thể, 65 - 75% trọng lượng
cơ, 50% trọng lượng mỡ, 50% trọng lượng xương. Nước tồn tại ở hai dạng: nước trong tế bào và
nước ngoài tế bào. Nước ngoài tế bào có trong huyết tương máu, dịch limpho, nước bọt… Huyết
9


tương chiếm khoảng 20% lượng dịch ngoài tế bào của cơ thể (3 - 4 lít). Nước là chất quan trọng
để các phản ứng hóa học và sự trao đổi chất diễn ra không ngừng trong cơ thể. Nước là một dung
môi, nhờ đó tất cả các chất dinh dưỡng được đưa vào cơ thể, sau đó được chuyển vào máu dưới
dạng dung dịch nước.
Uống không đủ nước ảnh hưởng đến chức năng của tế bào cũng như chức năng các hệ thống
trong cơ thể. Uống không đủ nước sẽ làm suy giảm chức năng thận, thận không đảm đương được
nhiệm vụ của mình, kết quả là trong cơ thể tích lũy nhiều chất độc hại. Những người thường

xuyên uống không đủ nước da thường khô, tóc dễ gãy, xuất hiện cảm giác mệt mỏi, đau đầu, có
thể xuất hiện táo bón, hình thành sỏi ở thận và túi mật.
3.1. Nước dùng trong sinh hoạt
Nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt rất lớn, vì vậy nước sinh hoạt được tinh chế quy mô lớn trong
các nhà máy. Tinh chế nước sinh hoạt thường gồm có năm bước: lọc thô, lắng, lọc qua cát sỏi,
phun mưa và khử trùng. Tách các tiểu phân huyền phù thực tế là lọc nước qua cát sỏi hay có khi
bằng đất nung xốp. Hợp chất sắt và mangan cũng như các thành phần hữu cơ được oxi hóa bằng
không khí qua phun mưa trên giàn phun.
Việc khử trùng nước sinh hoạt có ý nghĩa đặc biệt đối với cuộc sống con người. Hiện nay nước
được khử trùng bắng clo, thường hòa tan khí clo vào nước (1 mg/l) để tiêu diệt các vi sinh vật.
Nước dùng cho các loại nồi hơi, ví dụ trong các nhà máy nhiệt điện và cho các mục đích kĩ thuật
khác, thường được tinh chế bằng sử dụng nhựa trao đổi ion. Kết hợp nhựa trao đổi anion và nhựa
trao đổi cation người ta có thể loại trực tiếp hầu hết các chất tan dưới dạng ion. Chất hữu cơ và vi
khuẩn còn tồn tại trong nước nhưng không cản trở cho mục đích sử dụng này.
3.2. Cách xử lí nước thải
Bước 1: Phương pháp cơ học, qua bước này người ta có thể tách được các chất thô không tan,
bọt, váng dầu mỡ...
Bước 2: Nước thải được xử lí bằng phương pháp vi sinh. ở bước này nước thải được sục không
khí để các vi khuẩn ưa khí phát triển nhằm mục đích phân hủy các chất hữu cơ, sau đó được tách
ra khỏi bùn vi sinh. Tùy theo khả năng tài chính và thiết kế hệ thống xử lí nước thải của các cơ
sở công nghiệp, bệnh viện... người ta có thể ngừng xử lí sau bước một hoặc sau bước hai. Bất kì
kết thúc ở bước nào, trước khi hòa nước thải đã xử lí vào nguồn nước tự nhiên trong sông, hồ
phải được xử lí với clo.
Bước 3: Xử lí nước bằng phương pháp hóa học, các hóa chất phù hợp được dùng để loại bỏ
những chất độc hại còn tồn tại qua xử lí bước một và bước hai. Chỉ có xử lí nước thải thêm bước
ba mới ngăn chặn triệt để được sự ô nhiễm môi trường nước.
4. Chu trình của nitơ trong tự nhiên
Nitơ hình thành một vòng tuần hoàn qua động vật và thực vật. Nitơ là thành phần quan trọng
trong các protein động vật và thực vật, vì vậy động vật và thực vật đều cần được cung cấp nitơ.
10

Nitơ của không khí không được động vật và thực vật thu nhận vì tính trơ về mặt hóa học của N.
Động vật và phần lớn thực vật không thể đồng hóa được N, trừ một số vi khuẩn hay vi sinh vật,
ví dụ các vi khuẩn sống trong các nốt sần của rễ các cây họ Đậu và một số loại cây khác cũng
như một số vi sinh vật sống tự do trong đất có khả năng đồng hóa được nitơ đơn chất.
Nói chung thực vật nhận lượng nitơ cần thiết từ dưới đất dưới dạng muối nitrat, muối amoni và
ure. Thực vật thu nhận các hợp chất vô cơ này để xây dựng tế bào. Động vật và con người không
có khả năng này nên chỉ nhận nitơ dưới dạng protein thực vật. Bằng cách này nitơ đến được với
cơ thể động vật, tuy nhiên có những động vật không thể sống bằng thức ăn thực vật, mà phải ăn
thịt các động vật khác để có lượng nitơ cần thiết cho sự tồn tại.
Nhờ quá trình phân giải protein trong cơ thể động vật, nitơ xuất hiện dưới dạng ure và một số
hợp chất nitơ khác cung cấp cho đất. Khi thực vật hay xác động vật bị phân hủy, nitơ được
chuyển sang thành dạng nitrat, muối amoni và một số hợp chất nitơ khác bổ sung cho đất, qua đó
thực vật lại được cung cấp nguồn nitơ. Một phần hợp chất nitơ được chuyển thành nitơ đơn chất
do hoạt động của các vi khuẩn khử nitrat trong đất, mặt khác quá trình đốt cháy chất hữu cơ như
than, gỗ... giải phóng nitơ đơn chất bổ sung lại cho bầu khí quyển. Chu trình của nitơ là vòng
tuần hoàn của hợp chất và của đơn chất là chu trình tự nhiên điều tiết nitơ và các hợp chất nitơ.
Thiên nhiên tạo ra một cân bằng lí tưởng như lượng nitơ được chuyển hóa thành nitrat qua axit
nitric do sấm chớp tạo ra nitơ, oxi, hơi nước và do các vi khuẩn tạo nitrat sống trong đất tổng hợp
được cân bằng với lượng nitơ được giải phóng trong quá trình lên men và trong quá trình hoạt
động của vi khuẩn như khử nitrat sống trong đất. Tuy nhiên quá trình thâm canh trong nông
nghiệp cây trồng lấy ra từ đất nhiều hợp chất nitơ hơn là được trả lại nên năng suất giảm dần.
Vào năm 1840, nhà hóa học người Đức Libich (Liebig) đã biết được ý nghĩa việc bón cho đất
những hợp chất nitơ cần thiết. Từ thời điểm đó, nhu cầu về các hợp chất nitơ ngày càng được
tăng lên. Cho đến chiến tranh thế giới lần thứ nhất đến nay, người ta đã phát triển các phương
pháp tổng hợp các hợp chất nitơ từ nitơ của không khí. Bằng con đường vòng, qua công nghiệp
hóa học, nitơ của không khí đã thực sự tham gia vào chu trình tự nhiên của nitơ. Mỗi năm, ngành
hóa công nghệ chế biến sử dụng hàng triệu tấn khí nitơ của không khí vẫn hằng định do quá trình
cháy các hợp chất hữu cơ và các quá trình phân hủy hợp chất như đã trình bày như trên bù đắp

lại.
5. Ứng dụng sinh học của các kim loại kiềm
* Ứng dụng các cation của kim loại kiềm
- Người ta tìm được những chất kháng sinh thiên nhiên như nonactin, lasaloxit... tạo phức với ion
kim loại giống như ete caro và criptan. Tác dụng kháng sinh của chúng có liên quan đến những
phức chất do chúng tạo ra.
- Các ion Na+ và K+ hết sức cần thiết cho người, động vật và thực vật. Trong cơ thể người, Na+ và
K+ có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo cân bằng điện giải, trong việc dẫn truyền xung thần
kinh và trong nhiều quá trình sinh học khác.
11


- Ion K+ cần thiết cho cây cũng như ion Na+ cần thiết cho người và động vật, vì thế muốn nâng
cao năng suất cây trồng thì cần phải bổ sung ion K+ cho đất.
* Ứng dụng của các oxit kim loại kiềm
Natri peoxit (Na2O2)
- Natri peoxit (Na2O2) phản ứng mãnh liệt với nước, nhờ đó mà ta có thể điều chế được oxi cung
cấp cho ngành y học và các ngành công nghiệp khác.
PTPƯ: 2Na2O2 + 2H2O → 4NaOH + O2
- Ở nhiệt độ thấp, Na2O2 phản ứng với nước tạo ra oxi già, đây là loại hóa chất rất cần cho y tế.
PTPƯ: Na2O2 + 2H2O → 2NaOH + H2O2
Nhờ có H2O2 sinh ra mà dung dịch Na2O2 khi có thêm CO2 hoặc một ít H2SO4 được dùng làm
chất tẩy trắng vải, sợi, mây tre...
- Trong hóa học phân tích, người ta dùng Na2O2 trộn với Na2CO3 để phá các mỏ quặng sunfua.
PTPƯ: 2FeS2 + 15Na2O2 → Fe2O3 + 4Na2SO4 + 11Na2O
Kali supeoxit (KO2)
- KO2 được dùng làm nguồn cung cấp oxi trong bình lặn, tàu ngầm hoặc trong “mặt nạ thở” sử
dụng khi cứu hộ các hầm lò, hoặc nơi có hơi hóa độc. Trong các dụng cụ này, người ta dùng hỗn
hợp Na2O2 : K2O theo tỉ lệ mol 1 : 2. Hỗn hợp đó sẽ hấp thụ khí CO2 từ hơi thở và giải phóng ra
oxi cần thiết cho sự hô hấp, do đó bầu khí thở luôn luôn được tái tạo.

PTPƯ: Na2O2 + 2K2O + 2CO2 → Na2CO3 + K2CO3 + 2O2
* Ứng dụng Halogen của kim loại kiềm
Natri clorua (NaCl)
- NaCl là thành phần chính có trong muối ăn, cung cấp hàm lượng Na+ cho cơ thể, nó tham gia
vào nhiều quá trình hóa sinh quan trọng, nó được hấp thụ và đào thải thường xuyên. Vì vậy, cần
phải bổ sung Natri clorua hằng ngày cho cơ thể dưới dạng thức ăn.
- Trong y khoa, dùng dung dịch NaCl để truyền cho các bệnh nhân bị mất nước, hoặc mất máu.
Dung dịch NaCl dùng để sát trùng vết thương.
- NaCl nguyên chất là những tinh thể không màu, trong suốt cả với tia hồng ngoại nên được dùng
trong các máy hồng ngoại.
Kali clorua (KCl)

12


- Kali clorua thường gặp trong các khoáng vật và điển hình đó là khoáng vật xinvin là có giá trị
nhất, sau khi nghiền nhỏ, có thể trực tiếp dùng làm phân bón, giúp cây sinh trưởng và phát triển
tốt.
- Một lượng nhỏ KCl được dùng để điều chế KOH, K và hầu hết các muối khác của kali. Ngoài
ra, nó còn được dùng làm lăng kính, cửa sổ và các máy hồng ngoại.
* Ứng dụng cacbonat của kim loại kiềm
Natri hiđrocacbonat (NaHCO3)
- Natri hiđrocacbonat được dùng làm thuốc (gọi là thuốc muối) cho những người đau dạ dày
dạng thừa axit.
- Trong công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là những xưởng sản xuất bánh, mứt kẹo, natri
hiđrocacbonat dùng làm chất gây xốp (còn gọi là bột nở). Cơ sở khoa học của ứng dụng này là
do dạng bột này thường là hỗn hợp của NaHCO3 với muối có tính chất axit và bền với nhiệt độ
hơn như NaAl(SO4)2.12H2O, NaH2PO4, Ca(HPO4)2 hoặc K(HC4H4O6). Để cho hai muối không
tác dụng với nhau, người ta trộn thêm một ít tinh bột. Khi trộn bột nở với bột bánh nhão thì bắt
đầu có phản ứng xảy ra, natri hiđrocacbonat tác dụng với muối có tính chất axit, sinh ra khí

cacbonic theo phương trình phản ứng sau:
HCO3- + H+ → CO2 + H2O
Khí cacbonic thoát ra được giữ lại trong bột nhão. Trong quá trình đun nóng (hấp hoặc nướng
bánh), những bọt khí đó nở ra và làm cho bánh có độ xốp và nhẹ.
Natri cacbonat (Na2CO3)
- Natri cacbonat còn được gọi là xô đa hay xô đa tro vì nó thường có trong tro của nhiều quá
trình thiêu hủy các vật liệu có chứa natri. Vì thế từ thế kỉ XV, người ta đã biết dùng tro của rong
biển để chế xà phòng và nấu thủy tinh.
- Na2CO3 là một trong các sản phẩm quan trọng của kĩ nghệ hóa học. Nó được dùng nhiều trong
sản xuất thủy tinh, xà phòng, giấy, phẩm nhuộm. Ngoài ra, nó còn được dùng trong việc xử lí
nước (làm mềm nước cứng) và để điều chế nhiều hóa chất quan trọng khác như natri cromat,
natri bicromat, borac, thủy tinh tan... pha thành dung dịch để lau rửa...
* Ứng dụng nitrat của kim loại kiềm
Natri nitrat (NaNO3): Được dùng phổ biến làm phân bón, cung cấp hàm lượng chất dinh dưỡng
cần thiết cho cây trồng.
Kali nitrat (KNO3): Dùng làm thuốc súng (thuốc nổ đen), thuốc nổ này là hỗn hợp gồm 68%
KNO3, 15% S và 17% bột C mịn. Thành phần này gần ứng với tỉ lệ các chất trong phương trình
phản ứng bổ sau:

13


2KNO3 + 3C + S → K2S + N2↑ + 3CO2↑
Ngoài ra còn có thể xảy ra nhiều phản ứng khác, chẳng hạn như:
2KNO3 + 2S → K2SO4 + SO2↑ + N2↑
4KNO3 + 5C → 2K2CO3 + 3CO2↑ + 2N2↑
Các phản ứng trên đều tạo ra chất khí và đều là những phản ứng tỏa nhiệt mạnh nên dẫn đến sự
nổ. Ngày nay, KNO3 dùng chủ yếu làm phân bón vì nó cung cấp đồng thời 2 nguyên tố cần thiết
cho cây trồng là K và N.
6. Ứng dụng sinh học cation của kim loại kiềm thổ

Các kim loại kiềm thổ tạo phức với criptan, việc nghiên cứu trong lĩnh vực hóa sinh cho thấy
những phức chất kiểu phức với criptan đóng vai trò kiểm soát sự trao đổi ion Ca2+ và sự vận
chuyển Ca2+ qua màng tế bào.
Amoniac và các amin không tạo phức với ion kim loại kiềm thổ trong dung dịch nước. Một vài
Halogen kim loại kiềm thổ tạo với amoniac sản phẩm cộng có thành phần thay đổi (ví dụ như
CaCl2. 8NH3). Sự phối trí của magie với porphirin trong clorophin có một ý nghĩa sống còn. Bởi
vì clorophin trong diệp lục đóng vai trò quyết định trong quá trình quang hợp ở cây xanh, biến
năng lượng Mặt trời thành năng lượng cho mọi hoạt động sống của thực vật và động vật. Ví dụ
như nhờ clorophin trong diệp lục và ánh sáng Mặt trời mà cây xanh biến khí cacbonat và nước
thành các gluxit (đường, tinh bột, xenlulozo) đồng thời giải phóng oxi. PTPƯ như sau:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
Sự nghiên cứu mới đây về quá trình quang hợp cho thấy magie ở clorophin còn liên kết phối trí
với một phân tử nước. Phân tử nước này lại liên kết với hai nhóm của C = O của phân tử
clorophin khác nhờ hai liên kết hiđro. Dưới tác dụng của ánh sáng Mặt trời, một liên kết O – H
của nước bị đứt ra hình thành các gốc chứa các electron độc thân. Các gốc này là nguồn cung cấp
electron để khử CO2 biến nó thành các hợp chất phức tạp khác.
7. Ứng dụng của khí hiếm
Heli được dùng để nạp khí cầu thay cho hiđro rất dễ cháy. Heli còn khuếch tán chậm hơn nhiều
so với hiđro qua lớp vỏ bọc. Sức nâng của heli không thể tính bằng một nửa của hiđro theo khối
lượng của chúng, trong trường hợp sự chênh lệch khối lượng giữa không khí và chất khí nạp vào
khí cầu lập thành tỉ lệ so sánh. Như vậy, heli còn dùng để nạp vào các nhiệt kế khí, heli lỏng
dùng để tạo nhiệt độ thấp trong công nghệ và nghiên cứu khoa học.
Neon chủ yếu dùng trong công nghiệp sản xuất đèn ống (đèn neon) để thắp sáng và trang trí,
quảng cáo, vì chỉ cần một điện áp ion hóa thấp cũng đủ kích thích phát sáng.

14


Agon và kripton dùng để nạp vào các bóng đèn điện, vì các khí này dẫn điện kém hơn nitơ
thường được dùng trước đây. Sự thay thế này hạn chế được sự bốc hơi của sợi vonfram trong

bóng đèn, do đó duy trì được nhiệt độ cao và hiệu quả chiếu sáng tốt.
Chương 2: Các ứng dụng khác của các nguyên tố vô cơ
1. Các kim loại nhóm A
1.1. Kim loại nhóm IA
Ứng dụng của các đơn chất
Các kim loại kiềm có khả năng tác dụng trực tiếp và hoàn toàn với một số nguyên tố khác, vì vậy
chúng được sử dụng như những chất khử tạp, tức là những chất khử bỏ được các tạp chất khỏi
kim loại, hợp kim hoặc khí. Ví dụ, do là chất có ái lực mạnh với oxi và nitơ nên liti được dùng để
khử oxi và nitơ trong kim loại nóng chảy, dùng để loại hết nitơ ra khỏi các khí khác. Hoặc dùng
Xesi khử những vết cuối cùng của oxi và nitơ trong các bình chân không. Tính khử cao của natri
trong benzophenon và THF được dùng để khử hết vết của oxi ra khỏi nitơ.
Nhờ có hoạt tính hóa học cao vào bậc nhất trong các kim loại, kim loại kiềm được dùng làm tác
nhân khử trong nhiều quá trình tổng hợp vô cơ và hữu cơ. Natri được dùng nhiều trong phương
pháp nhiệt luyện điều chế kim loại. Trước khi phát minh ra phương pháp điện phân nhôm oxit,
natri đã được dùng điều chế nhôm bằng cách khử AlCl3. Ngày nay, nó vẫn được dùng để điều chế
ở phạm vi công nghiệp các kim loại như K, Rb, Cs, Ti, Zr và một số kim loại khác. Hỗn hống
natri được dùng làm chất khử, hợp kim Na – Pb dùng để sản xuất (C2H5)4Pb (chì tetraetyl).
Liti, natri và kali được dùng nhiều trong điều chế các hợp chất hữu cơ, các chất cơ liti được ứng
dụng nhiều trong tổng hợp hữu cơ hiện đại. Ngoài ra, kim loại kiềm được dùng làm pin, các kim
loại như Li, Na, K thường được dùng làm tác nhân mang nhiệt và làm mát trong lò phản ứng hạt
nhân. Natri được dùng trong đèn hơi natri. Khi pha một lượng nhỏ Li vào hợp kim thường tạo ra
cho hợp kim nhiều tính chất hóa lí quý có giá trị trong kĩ thuật.
* Cơ sở khoa học của các ứng dụng trên
- Những ứng dụng trên dựa trên tính khử mạnh và tính chất đặc sắc trong tính chất vật lí và hóa
học của kim loại kiềm.
- Do có thế điện chuẩn vào loại âm nhất nên kim loại kiềm được dùng làm pin. Ví dụ: Pin Liti
gồm anot là liti, catot là polivinylpiriđin – I2 chất điện giải là LiI. Pin natri gồm anot là natri lỏng
ngăn cách với catot lưu huỳnh bằng chất điện giải rắn β – Al2O3. Pin này dùng cho những nơi có
nhiệt độ cao tới 300oC.
- Do dễ hóa hơi và phát ánh sáng dịu nên natri dùng trong đèn hơi natri.

- Khi pha một lượng nhỏ kim loại kiềm vào hợp kim thường tạo ra nhiều tính chất quý trong kĩ
thuật. Ứng dụng đó được minh chứng như sau:
Ví dụ cho một hợp kim nhôm chứa 1% Li sẽ làm tăng độ bền cơ học và chống gỉ tốt. Hoặc ta
thêm 2% Li vào đồng kĩ thuật sẽ làm tăng độ dẫn điện của đồng.
15


1.2. Các kim loại nhóm IIA
* Ứng dụng các đơn chất của kim loại kiềm thổ
- Berili có giá trị to lớn trong việc chế tạo các hợp kim. Một lượng nhỏ barilit đủ tạo cho hợp kim
tính chống gỉ, tính bền cơ học và độ cứng cao. Ví dụ: Hợp kim của đồng chứa 3% berili có sức
chống gãy gấp 4 lần đồng nguyên chất, chứa 2% Be cứng hơn thép không gỉ hai lần và rất bền
đối với các tác dụng cơ học và hóa học. Thép lò xo có chứa 1% Be tăng rất mạnh tính bền và
không mất tính đàn hồi ngay cả khi đốt nóng đỏ. Các hợp kim của Be được dùng trong kĩ nghệ
máy bay, đồng hồ và kĩ thuật điện. Vì Be ngăn cản tia Rơnghen kém hơn các kim loại khác, hơn
nữa nó lại bền trong không khí, nên được dùng để chế tạo những cửa sổ trong thiết bị nghiên cứu
dùng tia Rơnghen. Ngoài ra trong công nghệ hạt nhân, Be được dùng làm thành chắn lò phản
ứng hạt nhân, làm chất hãm và chất phản xạ nơtron.
- Magie là kim loại nhẹ nhất được sử dụng trong kiến trúc. Phần lớn Mg được dùng để sản xuất
hợp kim chế tạo máy bay, ôtô và máy nước. Hai hợp kim quan trọng nhất của có tên là “electron”
và “macnhali”. “Electron” có thành phần là 3 – 10% Al, 2 – 4% Zn, còn lại là Mg. Nhờ có khối
lượng riêng nhỏ (

1,8 chỉ hơi lớn hơn kim loại Mg) nên ngoài việc dùng trong chế tạo máy

bay, “electron” còn được dùng trong kĩ thuật tên lửa. “Macnhali” chứa 10 – 30% Mg và 30 –
70% Al, nó cứng và bền hơn nhôm tinh khiết.
* Cơ sở khoa học những ứng dụng trên: Do các kim loại kiềm thổ (trừ Be) đều là những chất
khử mạnh có ái lực hóa học lớn với các phi kim. Vì vậy chúng được dùng như những chất khử
tạp khỏi kim loại, hợp kim hoặc khí.

Ví dụ: Canxi dùng để khử oxi và nitơ trong kim loại nóng chảy, bari được dùng để khử những
vết cuối cùng của oxi và nitơ trong các binh chân không. Tương tự, Mg và Sr cũng được dùng để
khử oxi, photpho, cacbon và lưu huỳnh...Ngoài ra, các kim loại kiềm thổ còn là tác nhân khử cho
nhiều quá trình trong công nghệ hóa học.
Đặc biệt, vì có tính khử mạnh nên Mg được dùng để bảo vệ kim loại chống ăn mòn điện hóa. Ví
dụ để bảo vệ các cầu, tháp, bồn chứa, ống dẫn dầu, khí...bằng thép, người ta thường nối chúng
với các khối Mg hoặc Zn...Khi đó sẽ tạo thành những pin gavani khổng lồ. Ở đó các khối Mg
hoặc Zn... sẽ bị oxi hóa và do đó bị ăn mòn thay cho vật cần bảo vệ.
16


- Rađi là nguyên tố phóng xạ đầu tiên được ứng dụng trong thực tế. Nó được dùng chủ yếu để
chữa các khối u và một số bệnh khác.
* Ứng dụng các oxit của kim loại kiềm thổ
- BeO và MgO sau khi bị nung trở nên bền về mặt hóa học, không hòa tan trong cả axit vì vậy
chúng làm vật liệu bền hóa học và chịu lửa để chế tạo một số dụng cụ trong phòng thí nghiệm
như chén, thuyền và ống, hoặc để điều gốm đặc biệt. Ngoài ra BeO còn được dùng trong công
nghiệp thủy tinh, làm chất hãm và chất phản xạ nơtron trong ngành năng lượng nguyên tử.
- MgO nung còn được sản xuất Mg, làm ximăng magie, chất cách nhiệt, chất độn trong sản xuất
cao su.
- CaO chủ yếu làm vật liệu xây dựng, dùng để bón ruộng, sản xuất ximăng, giấy, chất chảy trong
luyện kim, sản xuất CaC2 và CaCO3.
- Một lượng nhỏ SrO và BaO được dùng trong công nghiệp thủy tinh và làm men cho gốm sứ.
- BaO2 là chất quan trọng, được dùng để làm chất xúc tác cho phản ứng crackinh dầu mỏ, điều
chế hiđro peoxit (H2O2) và dùng trong bom cháy.
* Ứng dụng hiđroxit của kim loại kiềm thổ
Các hiđoxit của kim loại kiềm thổ có khả năng hấp thụ CO2 biến thành cacbonat. Phản ứng này
được ứng dụng để nhận biết khí CO2 bằng dung dịch Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2. Chất tạo ra màu
trắng sau khi quét vôi, sự đông rắn của vữa vôi sau khi xây đều là do phản ứng của Ca(OH)2 với
khí CO2 trong không khí:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
Ca(OH)2 có ứng dụng rộng rãi nhất trong đời sống và trong kĩ nghệ. Khi cho vôi sống (thành
phần chủ yếu là CaO) tác dụng với nước ta được vôi tôi (thành phần chủ yếu là Ca(OH)2). Vôi
tôi được dùng trộn với cát làm vữa xây nhà, người ta dùng vữa vôi để kết dính các viên gạch, đá
lại với nhau. Ngoài ra Ca(OH)2 được dùng như một nguồn nguyên liệu rẻ tiền cung cấp ion OHcho nhiều quá trình hóa học trong công nghiệp.
Ví dụ: Để tách lấy amoniac, để thu hồi NaOH trong sản xuất giấy... Ca(OH)2 được dùng để sản
xuất clorua vôi, để xử lí nước. Ngoài ra, nó còn được dùng trong công nghiệp sản xuất đường.
17


* Ứng dụng Halogenua của các kim loại kiềm thổ
Magie clorua (MgCl2)
MgCl2 được dùng chủ yếu để sản xuất Mg bằng phương pháp điện phân, dùng để tẩm vải và gỗ,
làm thuốc nhuận tràng. Khi trộn bột MgO đã được nung từ trước với dung dịch MgCl2 đậm đặc
(khoảng 30%) sẽ được một khối nhão đông cứng lại sau vài giờ, gọi là ximăng magie. Ximăng
magie bền với kiềm và axit, dễ mài trơn. Nó được dùng lát sàn nhà, làm đá mài...
Canxi clorua (CaCl2)
Trong thiên nhiên, canxi clorua có trong nước biển, nước khoáng và các khoáng vật như
clorocanxit (CaCl2), tachiđrit (CaCl2. 2MgCl2. 12H2O). Canxi clorua được dùng làm nguyên liệu
để điều chế canxi kim loại. Dung dịch canxi clorua được dùng để tẩm vải và gỗ làm cho chúng
khó cháy hoặc phun trên đường phố để giữ ẩm cho đỡ bụi. Canxi clorua khan được dùng để làm
khô các dung môi hữu cơ như hiđrocacbon, hoặc dẫn xuất Halogen. Người ta không dùng nó làm
khô các chất có khả năng cho electron như NH3 amin, ancol vì nó có khả năng kết hợp với các
chất đó tạo thành các hợp chất, chẳng hạn: CaCl2.8NH3, CaCl2.4CH3OH, CaCl2. 4C2H5OH.
Bari clorua (BaCl2)
Trong phân tích, BaCl2 được dùng để định tính và định lượng ion SO42-. Trong kĩ thuật, BaCl2
được dùng để loại hết CaSO4 trong nước cấp cho các nồi hơi. BaCl2 còn được dùng để điều chế
các muối khác của Bari.
* Ứng dụng sunfat của kim loại kiềm thổ
Canxi sunfat (CaSO4)

CaSO4 là chất rắn không màu, tồn tại dưới hai dạng tinh thể (đơn tà và tà phương). Trong thiên
nhiên, người ta gặp những mỏ CaSO4.2H2O gọi là mỏ thạch cao. Thạch cao có cấu trúc lớp, lớp
này liên kết với lớp kia nhờ liên kết hiđro tạo nên giữa phân tử H2O với các ion Ca2+ và SO42-. Vì
thế thạch cao mềm hơn so với CaSO4 khan. Khi nung nóng đến SO42-. Vì thế thạch cao mềm hơn
so với các CaSO4 khan. Khi nung nóng đến 125oC, thạch cao mất nước không hoàn toàn tạo
thành hemihiđrat 2CaSO4.H2O là chất bột màu trắng gọi là thạch cao nung.
o
2CaSO4.2H2O 128 C

18

2CaSO4.H2O

+

2H2O


Nếu trộn thạch cao nung với nước rồi để yên thì nó sẽ đông cứng lại do sự kết tinh chen chúc của
các vi tinh thể CaSO4.2H2O. Lợi dụng tính chất này, người ta dùng thạch cao nung để nặn tượng,
làm vật liệu xây dựng, dùng bó chỉnh hình (bó bột) trong y học.
* Ứng dụng cacbonat của kim loại kiềm thổ
Canxi cacbonat (CaCO3)
Trong thiên nhiên, CaCO3 tồn tại chủ yếu dưới dạng đá vôi, đá cẩm thạch, đá phấn và đá spat. Đá
vôi là dạng phổ biến nhất thường tạo thường tạo thành những núi lớn. Đá vôi dùng nhiều trong
xây dựng đường sá, cầu cống, dùng để sản xuất vôi, xi măng, khí cacbonat, dùng để làm chất
chảy trong luyện kim.
Đá cẩm thạch là một dạng của đá vôi được tạo thành trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao. Nó
có nhiều vân hoa và màu sắc khác nhau nên được dùng làm vật liệu xây dựng và trang trí. Đá
phấn là dạng đá vôi mềm có màu trắng. Nó được dùng làm phấn viết, làm chất độn trong cao su,

làm bột đánh bóng kim loại, làm nhẵn mặt gỗ trước khi phủ vecni. Đá spat (còn được gọi là đá
bồ tát hay đá hải băng) thường gặp dưới dạng những tinh thể lớn trong suốt, không màu. Nó có
tính lưỡng chiết nên được dùng làm lăng kính nicon trong một số dụng cụ quang học.
Dạng bột nghiền mịn của CaCO3 được dùng trộn vào kem đánh răng, hoặc dùng trong y học để
làm giảm axit trong dịch vị và chữa bệnh thiếu canxi...
Nước ngầm luôn có chứa khí cacbonic, do đó nó bào mòn được đá vôi, đá đolomit:
CaCO3.MgCO3(r) + 2H2O(l) + 2CO2(aq) ↔ Ca2+ + Mg2+ + 4HCO3Phản ứng thuận của hai quá trình trên làm cho nước trở thành cứng. Phản ứng nghịch của chúng
cũng rất đáng chú ý. Khi nước có hòa tan các khoáng chất cacbonat chảy ra từ các vách đá, khí
CO2 thoát đi và muối cacbonat kết tủa dần kaoe theo cả ion kim loại chuyển tiếp có màu. Sau
hàng triệu năm tạo thành những nhũ đá có hình thù và màu sắc kì ảo trong các hang động, điển
hình như ở Việt Nam có động Phong Nha – Kẻ Bàng là một minh chứng cho hiện tượng trên.
Khi đun nóng thì phản ứng xảy ra nhanh hơn, vì thế ở các dụng cụ chứa nước nóng như ấm đun
nước, phích nước, nồi hơi,... thường xuất hiện lớp cặn cáu bám vào thành. Ở nhiệt độ cao, CaCO3
phản ứng với một số oxit như SiO2, Al2O3, NO2 và với khí NH3:
PTPƯ: CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2
19


CaCO3 + 2NH3 → CaCN2 + 3H2O
Ở khoảng 900oC, CaCO3 phân hủy thành CaO và CO2:
CaCO3 → CaO + CO2
Nhờ phản ứng này mà người ta biến đá vôi thành vôi sống, một sản phẩm rất cần cho công
nghiệp và đời sống.
1.3. Kim loại nhóm IIIA
* Ứng dụng của các đơn chất kim loại nhóm IIIA
- Do tính chất phản chiếu ánh sáng, nhôm được dùng tráng gương thay cho bạc (kinh tế hơn).
Nhôm nhẹ và hầu như ít bị ăn mòn trong không khí nên được dùng rộng rãi trong đời sống, từ
các dụng cụ nhà bếp, bao bì thực phẩm đến các công cụ máy móc và vật liệu xây dựng. Tuy độ
dẫn điện của nhôm chỉ bằng 0,6 đồng, nhưng do nhẹ hơn đồng ba lần nên nhôm được dùng thay
thế cho đồng ở những đường dây tải điện lớn.

Hợp kim của nhôm với các nguyên tố khác ngoài ưu điểm là nhẹ còn có những tính chất cơ lí tốt
hơn nhôm kim loại. Ví dụ: Đuyara chứa 94% Al, 4% Cu, Mg, Mn, Fe, Si mỗi loại 0,5% cứng và
bền như thép, được dùng chủ yếu trong công nghiệp ô tô và máy bay. Silumin chứa 85% Al, 10 –
14% Si, 0,1% Na rất bền và rất dễ đúc, được dùng để sản xuất động cơ máy bay, tàu thủy. Ngoài
ra, nhôm còn được dùng để làm chất pha luyện cho nhiều hợp kim khác để tạo cho chúng tính
chất chịu nhiệt.
- Gali và Inđi phản chiếu tốt và đồng đều tất cả ánh sáng với các bước sóng khác nhau, vì thế
chúng được dùng để tráng gương của các kính thiên văn chính xác. Gali tồn tại ở trạng thái lỏng
trong một khoảng nhiệt độ rất rộng và lại có khuynh hướng chậm đông nên được dùng để chế tạo
nhiệt kế đo nhiệt độ cao. Inđi bền và chắc nên được dùng trong mạ điện để bảo vệ các kim loại
khác khỏi bị gỉ.
Gali và inđi có tầm quan trọng đối với công nghiệp điện tử. Chúng được dùng chủ yếu (tới 80%)
để chế tạo các chất bán dẫn, ví dụ gali asenua, inđi antimonua. Ánh sáng đỏ tạo trên màn hiện số
của số máy tính cầm tay được tạo bởi điôt gali – asen – photpho.

20


Giống như nhôm, gali, inđi và tali tạo được hợp kim với nhiều nguyên tố khác. Khi đó tạo thành
các hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp. Ví dụ hợp kim chứa 18,1% In, 41% Bi, 22,1% Pb,
10,6% Sn và 8,2% Cd nóng chảy ở 47oC; hợp kim 90% Ga, 8% Sn và 2% Zn thậm chí nóng chảy
ở 19oC.
* Ứng dụng của oxit kim loại nhóm IIIA
Corunđum nóng chảy ở 2072oC, sôi ở xấp xỉ 3500oC, rất cứng trong thiên nhiên, độ cứng của nó
chỉ thua kim cương. Nó cũng tương đối trơ về mặt hóa học: không tác dụng với nước, với dung
dịch axit và dung dịch kiềm. Nó chỉ bị phá hủy khi đốt nóng lâu với kiềm. Chính vì thế nó được
dùng làm vật liệu chịu lửa, làm bột mài (đá mài, bột mài, giấy ráp).
Khoáng chất Corunđum nhuốm màu do có chứa trong mạng tinh thể một lượng nhỏ tạp chất là
các kim loại chuyển tiếp. Cũng như các loại đá quý khác, người ta có thể kết tinh được những
tinh thể lớn và đẹp để thỏa mãn nhu cầu về trang sức mà còn đáp ứng được nhiều đòi hỏi khắt

khe của kĩ nghệ như làm trục quay, hoặc ổ trục của những máy móc tinh vi, chính xác (ví dụ như
chân kính đồng hồ), hoặc dùng trong máy phát tia laze.
* Ứng dụng muối của các kim loại nhóm IIIA
Nhôm clorua (AlCl3): Được dùng nhiều trong tổng hợp hữu cơ, trong công nghiệp hóa dầu và
hương liệu. Ví dụ như làm chất xúc tác trong phản ứng Friden – Crap để thế các nhóm ankyl và
axyl vào nhân thơm. Hỗn hợp AlCl3 – NaCl có nhiệt độ nóng chảy thấp (173oC) được dùng nhiều
trong điện phân nóng chảy và một số phản ứng khác.
Phèn nhôm: Thường dùng trong sinh hoạt chính là phèn nhôm – kali KAl(SO4)2.12H2O, kết
tinh, màu xanh; phèn sắt – amoni (NH4)Fe(SO4)2.12H2O là những chất kết tinh màu trắng nhạt.
Phèn nhôm – kali là chất kết tinh, tinh thể đẹp, hình bát diện, không có màu, có vị chua và chát.
Khi đun nóng nó bị nóng chảy cùng nước kết tinh ở 92,5oC. Nếu tiếp tục đun nóng, nó bị mất
nước hoàn toàn tạo thành muối sunfat khan ở dạng bột trắng gọi là phèn phi, dùng trong một số
bài thuốc đông y. Ứng dụng chính của nhôm sunfat cũng như phèn nhôm – kali là dùng trong
công nghiệp giấy, nhuộm, thuộc da và xử lí nước. Các ứng dụng này đều dựa trên tính chất của
sản phẩm thủy phân nhôm sunfat là nhôm hiđroxit. Nhôm hiđroxit dính các sợi xenlulozơ của
giấy làm cho giấy bền hơn, mạnh hơn. Nhôm hiđroxit khi bị hấp thụ, trên sợi vải hoặc với protit
của da sẽ tạo nên liên kết với các phẩm màu bền (chất cắn màu). Khi đánh phèn (làm trong nước
21


bằng phèn), nhôm hiđroxit được tạo thành ở dạng keo, có bề mặt lớn, hấp thụ các chất lơ lửng
trong nước, kể cả vi khuẩn, rồi cùng lắng xuống đáy làm cho nước trong và sạch hơn.
2.4. Ứng dụng các nguyên tố kim loại nhóm IVA và nhóm VA
* Ứng dụng của Gemani, thiếc, chì và bitmut
Phần lớn gemani được dùng để làm chất bán dẫn trong công nghiệp điện tử. Tinh thể gemani
được dùng làm đèn chỉnh lưu và đèn khuếch đại trong thiết bị điện tử. Ngoài ra, nó còn được
dùng trong việc chế tạo thủy tinh truyền tia hồng ngoại, chế tạo hợp kim nóng chảy ở nhiệt độ
thấp.
Thiếc và chì là những kim loại được cong người sử dụng từ thời cổ xưa. Từ thời đại đồ đồng, họ
đã chế tạo hợp kim đồng – thiếc (đồng đỏ) để đúc ra các thứ cần thiết như tiền, tượng và các vật

dụng khác... Hợp kim Sn – Pb dễ nóng chảy hơn Sn nên được dùng làm hợp kim hàn (thiếc hàn).
Hợp kim của thiếc có chứa một ít Cu và Pb gọi là babit được dùng làm giá đỡ, ổ trục, ổ bi. Một
lượng lớn thiếc được dùng để sản xuất “sắt tây” (sắt tráng thiếc). Sắt tây chính là các lá thép với
hàm lượng cacbon thấp đã được phủ một lớp thiếc mỏng. Lớp thiếc này bảo vệ cho sắt khỏi bị ăn
mòn. Thiếc và chì đều dễ dát mỏng nên trong thực tế những lá thiếc mỏng được dùng làm tụ
điện, lá mỏng hơn nữa được dùng làm giấy gói bánh kẹo, thuốc lá...
Ngoài việc sản xuất các hợp kim, chì còn được dùng làm tấm chắn, vỏ bọc (bảo vệ khỏi tia
phóng xạ) làm các tấm đệm ở các mố trụ cầu, làm ăcquy chì và cầu chì. Chì còn được dùng để
sản xuất chì tetraetyl, Pb(C2H5)4 dùng pha vào xăng. Xăng có pha chì sẽ tránh hiện tượng nổ
sớm, tăng chỉ số octan của xăng. Các động cơ chạy xăng pha chì tetraetyl sẽ thải khói có chứa
chì vào môi trường gây nên sự ô nhiễm có hại cho sức khỏe của con người. Vì vậy ngày nay ở
nhiều nước, người ta đã cấm pha chì tetraetyl vào xăng và thay thế nó bằng metyl tetrabutylete
(MTBE): CH3 – O – C4H9 – t.
Bitmut lỏng tồn tại trong khoảng nhiệt độ rất rộng nên dùng làm chất mang nhiệt. Bitmut lỏng
kết hợp với nhiều kim loại thành hợp kim. Chẳng hạn hợp kim chứa 50% Bi, 25% Pb, 12,5% Sn,
12,5% Cd (hợp kim Woods) có nhiệt độ nóng chảy 70 – 72oC nên được dùng làm cầu chì, van xả
nước cứu hỏa tự động, nút an toàn cho xilanh khí...
* Ứng dụng của Halogen của thiếc
22


Thiếc điflorua SnF2 rất khó tan và được sử dụng như chất phụ gia trong thuốc đánh răng. Thiếc
điclorua có nhiều ứng dụng rộng rãi, nó được dùng làm thuốc khử thông dụng trog phân tích hóa
học, trong kĩ thuật và làm tác nhân khử các chất vô cơ và hữu cơ. Ngoài ra, nó còn dùng làm chất
cầm màu trong việc in hoa lên vải.
* Các muối khác
PbS làm chất bán dẫn, ngoài ra SnS2 có ứng dụng trong thực tế. SnS2 có màu giống với vàng kim
loại, vì vậy từ xưa nó đã được dùng để trang trí trên giấy, trên gỗ “sơn son thép vàng” và được
gọi là vàng giả.
Cacbonat bazơ của chì, Pb3(OH)2(CO3)2 là chất rắn màu trắng. Từ lâu nó được dùng làm chất tạo

màu trắng cho sơn vì nó liên kết bền chắc với dầu sơn và với bề mặt kim loại cần sơn. Tuy nhiên
vì nó độc nên ngày nay người ta thay dần bằng TiO2.
2.5. Các nguyên tố nhóm IIIB và các nguyên tố họ Lantan (các nguyên tố đất hiếm)
2.5.1. Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất thủy tinh
Các oxit và muối khác nhau của các nguyên tố đất hiếm được dùng để sản xuất thủy tinh màu,
đặc biệt là thủy tinh quang học và thủy tinh chịu được tác dụng mạnh của các bức xạ. Ngoài ra
các oxit của chúng được dùng để đánh bóng và mài thủy tinh.
Thủy tinh màu chế tạo bằng neođim và prazeođim oxit có băng hấp thụ mạnh trong vùng quang
phổ trông thấy. Loại thủy tinh này dùng làm các kính lọc màu. Thủy tinh chứa xeri oxit ngăn cản
bức xạ tử ngoại và các loại tia phóng xạ, có độ bền cao đối với các loại tia này. Loại thủy tinh
này dùng làm các cửa kính để quan sát các quá trình trong lò phản ứng hạt nhân và các phòng thí
nghiệm có độ phóng xạ cao. Các oxit đất hiếm nhẹ (gồm các nguyên tố từ lantan đến gađolini)
được dùng nhiều trong đánh bóng các gương và thấu kính quan trọng có giá trị cao. Năng suất và
tác dụng đánh bóng cao hơn dùng các chất đánh bóng khác.
Đất hiếm oxit dùng để chế tạo thủy tinh quang học với hệ số chiết suất đặc biệt cao và khuếch
tán rất thấp. Loại thủy tinh này dùng để chế tạo các loại ống kính chụp ảnh và quan sát có giá trị
cao. Thời gian gần đây, một số nguyên tố đất hiếm như honmi, tebi, samari... có ý nghĩa quan
trọng trong kĩ thuật laze.
2.5.2. Trong các hợp kim
23


Hợp kim với Magie
Magie nguyên chất không sử dụng làm vật liệu trong thiết kế máy được. Phần lớn các hợp kim
magie có độ bền nhiệt kém, nếu cho thêm các nguyên tố đất hiếm vào hợp kim thì độ bền và độ
bền nhiệt tăng lên đáng kể và gia công được ở khoảng nhiệt độ 503K đến 558K. Phần lớn hợp
kim Mg – Ln được dùng trong công nghiệp sản xuất máy bay.
Hợp kim với nhôm
Thêm các nguyên tố đất hiếm vào hợp kim nhôm làm giảm độ lớn các hạt hợp kim. Khả năng
đúc và độ bền dưới tác dụng lâu của nhiệt độ tăng lên nhiều, ngoài ra còn tăng cường được khả

năng chống ăn mòn và độ cứng có thể so sánh với thép. Các hợp kim này cũng có ý nghĩa lớn
trong sản xuát máy bay.
Các vật liệu hợp kim khác
Các nguyên tố đất hiếm làm tăng độ bền của gang. Loại gang này dùng để sản xuất các bộ phận
của máy có sức chịu đựng lớn ví dụ các trục quay, ngoài ra các nguyên tố đất hiếm được cho vào
gang để tăng khả năng đúc và gia công nhiệt.
Các nguyên tố đất hiếm làm tăng tính dẻo và đàn hồi của các hợp kim crom và các loại thép
crom – niken, tăng cường khả năng chống gỉ. Các nguyên tố họ lantan tăng cường các tính chất
trên và độ bền cho hợp kim Ni – Cr – Mo và Ni – Cr – Mo – Cu, tuổi thọ của các dây đốt nóng
(bếp điện) chế tạo bằng hợp kim này được tăng lên nhiều. Hợp kim Fe – Cr – Mo – Ln đặc biệt
bền đối với dung dịch chứa Cl2 và HOCl. Các nguyên tố đất hiếm hợp kim với titan làm tăng khả
năng hàn của tintan. Các nguyên tố đất hiếm là những thành phần hợp kim làm tiệt khí trong kĩ
thuật chân không.
2.5.3. Ứng dụng trong kĩ thuật điện tử
Các hợp chất selenua hay telurua của một số nguyên tố đất hiếm có tính bán dẫn. Các muối
titanat, stanat hay oxit của các nguyên tố đất hiếm để sản xuất sứ cách điện, đặc biệt là tụ sứ có
hằng số điện môi cao. Các vật liệu này có hằng số điện môi cao mà hệ số nhiệt lại thấp nên điện
dung hằng định ở một khoảng nhiệt độ khá rộng.
24


Tính chất sắt từ của hỗn hợp các nguyên tố đất hiếm và sắt oxit có thành phần 3Ln 2O3.5Fe2O3 có
ý nghĩa rất lớn. Vật liệu này giảm được sự hao hụt về điện năng nhiều so với các vật liệu khác
nên đặc biệt được dùng trong kĩ thuật sóng cực ngắn, ngoài ra còn được dùng để chế tạo các lõi
từ và các thanh ferit. Đơn tinh thể của vật liệu này được dùng làm các phin lọc vô cùng nhạy để
chọn và bắt sóng cực ngắn trong vô tuyến truyền hình và sóng FM.
Một số nguyên tố đất hiếm là những chất kích thích quan trọng trong việc sản xuất các chất phát
sáng dùng cho bóng đèn cao áp, màn huỳnh quang của bóng đèn neon, màn hình quang vô tuyến
truyền hình màu và rađa... Ứng dụng cổ xưa nhất của các nguyên tố đất hiếm trong các chất phát
sáng là lưới đèn khí, lưới đèn măng xông, điện cực của đèn hồ quang.

2.5.4. Ứng dụng trong kĩ thuật hạt nhân
Samari, europi, gađolini, disprozi có tiết diện hấp thụ nơtron nhiệt lớn được sử dụng làm các thỏi
kiểm tra và điều khiển trong các lò phản ứng hạt nhân. Europi có ưu thế hơn cả, vì nó là chất hấp
thụ nơtron nhiệt vĩnh cửu. Người ta thường ép oxi dưới áp suất lớn và nhiệt độ cao thành thỏi
chắc. Các hiđrua của các nguyên tố trên dùng sản xuất tấm chắn bảo hiểm quanh các lò phản ứng
hạt nhân.
2.6. Các nguyên tố nhóm IVB (Họ Titan)
Kim loại tinh khiết cũng như hợp kim của titan được dùng rộng rãi sau khi quá trình luyện kim
titan đã thực hiện ở mức độ công nghiệp. Trong kim loại titan hội tụ đủ những tính chất ưu việt
như độ bền cao, đàn hồi tốt, độ nóng chảy cao, khối lượng riêng nhỏ, có khả năng chống ăn mòn
cao kể cả nước biển. Những tính chất này làm cho titan và các hợp kim của nó trở thành những
vật liệu quý giá, đặc biệt dùng trong ngành sản xuất máy bay, hàng không vũ trụ và tàu ngầm
nguyên tử, chẳng hạn sản xuất các buồng nén khí trong động cơ phản lực. Titan cũng được dùng
trong công nghiệp hóa học để chế tạo các van và các ống dẫn. Trong luyện kim, người ta dùng
titan dưới dạng ferotitan để cho thên vào các loại thép đặc biệt có giá trị cao.
Ziriconi kim loại tinh khiết không lẫn hafini được dùng làm vỏ bọc cho các thỏi chất đốt của lò
phản ứng hạt nhân vì nó có độ hấp thụ nơtron rất bé và có khả năng chống ăn mòn cao. Trong
công nghiệp hóa học, ziriconi được dùng sản xuất các van và ống dẫn do có độ bền chống lại sự
ăn mòn của các axit và các hóa chất khác. Ziriconi cũng bền đối với quá trình làm thay đổi môi
trường axit và bazơ, dùng làm chất tiệt khí để đạt được chân không tuyệt đối trong các loại bóng
đèn điện tử vì nó có khả năng phản ứng và hấp thụ những chất khí còn sót lại. Hafini kim loại
được dùng trong các lò phản ứng hạt nhân để hấp thụ các nơtron dưới dạng thanh điều khiển
giống như bo và cađimi.
2.7. Các nguyên tố nhóm VIB
Các kim loại nhóm VIB thuộc vào hàng kim loại quan trọng nhất. Crom, molipđen và vonfram
được dùng để sản xuất các loại thép đặc biệt. Các kim loại này thường được sản xuất dưới dạng
ferocrom và feromolipđen. Sau đó dùng chúng để sản xuất các loại thép, thép có chứa crom có
25